电化学加工的方法

专利名称：电化学加工的方法
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背景技术：
本发明涉及金属加工领域，特别地涉及电化学校形加工(sizing machining)，并且可以用于制造机械部件的复杂轮廓表面以及用于由含铬钢和合金成形在受到过度摩擦作用下的侵蚀性环境中工作的设备。更特别地，本发明涉及在单独的电化学步骤中在工件的加工表面上形成铬保护层，其中该保护层将具有低的粗糙度且从而具有有光泽的面层 (finish)，并将提供高的耐腐蚀性和低的摩擦系数以及降低废电解液中的有毒六价铬离子的浓度。已知在操作脉冲之间的间歇内使DC电压供应到电极的脉冲电化学(ECM)加工的方法，其中DC电压值被设置成低于电解液分解电势[俄罗斯专利说明书号506484，B 23H 3/00，1976年10月公布的发明公报]。已知方法的缺点在于以下事实将低于电解液分解电势的DC电压供应到电极间间隙首先因金属电解液界面上的双电层的恒定电荷减弱了阳极溶解过程的局部化而未提供对精密度的提高，且第二因未界定用于在被加工的工件的表面上形成高质量铬层的条件而未提供对表面质量的改进(即粗糙度的降低和耐腐蚀性的提高)。另一个缺点是缺少关于铬层形成的时间点和条件的信息以及用于控制形成所述层的方法。已知在基于碱金属硝酸盐的电解液中对含铬钢进行电化学加工的方法，其中电流的正半波的(正极性的)幅度大于反极性幅度[ElectroWiimicheskaya obrabotka metallov. Moroz, I. I.等人.Moscow, Machinostroenie Pub. , 1969,第 64-65 页，130]。已知方法的缺点在于以下事实未界定用于在加工表面上形成具有高光泽的铬层的条件。也未界定用于在加工含铬钢和合金期间降低废电解液中的有毒六价铬离子浓度的条件。此外，正半波和反半波的连续交替将导致工件表面的阳极溶解；因此铬层将被溶解甚至在前一个反半波期间形成。没有提出关于铬层形成以及用于控制形成该层的时间点和条件的信息。已知电化学加工的方法[1980年7月22日的美国专利，专利号4，213，834， B23H3/02 ；B23H3/00]，其中为了以小的电极间间隙进行加工，使用代表电压脉冲失真的信号(当使用电流源时)。更特别地，使用关于脉冲电压的二阶导数的最大值成比例的信号。该方法允许在不可减少的电极间间隙下进行加工同时提供高的仿形精密度。然而，该方步没有公开用于在加工表面上形成有光泽的铬层以及用于在加工含铬钢和合金期间降低废电解液中的有毒六价铬离子浓度的条件。也未界定用于铬层形成以及用于控制形成层的时间点和条件。还已知电化学校形加工的方法[1990年10月10日的俄罗斯专利号2038928]，其中使用具有陡峭降落的电流电压特性的脉冲电源和电极之一振荡来进行加工，其中通过选择电极相互接近和相背移动时的位置处的电压尖峰来控制电压脉冲的时刻值，并由此增大加工电极进给速率直至第三局部电压极值在脉冲的中间点处形成并维持该速度以便保持下面的比0 < (Ul. e. -Umin) /Umin 彡 0. 2其中Ul. e. > Umin是第三局部极值的电压幅度；Umin是最小电压值。该方法允许在不可减少的电极间间隙下进行加工并在仿形冲孔过程期间提供高的仿形精密度且在电极间间隙中得到高的电解液压力。然而，使用由0. 2mm-0. 3mm厚的板 (箔)制成的加工电极不可能在电压脉冲中间点形成电压局部极值。这种电极的低刚度造成了不允许提高电极间间隙中的电解液压力和得到用于控制加工过程的信号，该信号为脉冲中间点处的电压第三局部极值的形式。然而，该方法没有公开用于在加工含铬钢和合金期间在加工表面上形成有光泽的铬层以及降低废电解液中的有毒六价铬离子浓度的条件。 也未界定用于铬层形成的时间点和条件以及控制形成过程的方法。已知通过在工件和导电电极之间供应双极脉冲来在电解液中对导电电极进行ECM 的方法，其中正极性的一个或多个电流脉冲与反极性电压脉冲交替[1998年11月10日的美国专利申请，专利号 5，833，835，B23H3/02 ；B23H3/00 ；]。该方法是最接近本发明的一种方法，并且将其作为最接近的现有技术。已知方法的缺点在于以下事实虽然该方法允许在不可减少的电极间间隙下进行加工，在仿形冲孔过程期间提供高的仿形精密度以在电极间间隙中得到高的电解液压力， 但是当使用由0. 2mm-0. 3mm厚的板(箔)制成的加工电极时，该方法不可能通过增大进给速度而在脉冲中间点处形成电压局部极值。如上文所表明的，这种电极的低刚度造成了不允许提高电极间间隙中的电解液压力和得到用于控制加工过程的信号，该信号为脉冲中间点处电压第三局部极值的形式。而且，在实施该方法时，当振荡的电极从工件的表面退回到大的距离时在相对大的电极间间隙下供应反极性脉冲，因而降低反极性脉冲用于通过从电解液沉积铬来制造有光泽的表面的效率。因此，在大的间隙时，IEG的流动阻力减小，电解液速率增大并且流动变成湍流，这阻碍相对慢的阴极分解过程。从技术角度来说，在ΙΟΗζ-ΙΟΟΗζ下改变IEG入口处的环境压力是非常困难的。并且当电极相背移动时，正好在正极性脉冲后的反极性脉冲的供应导致在这种情况下气体开始剧烈填充电极间的介质以及电极间间隙中的电解液压力的降低，这是因为在负半波期间过热电解液的沸腾和聚积在电解液中的气相体积的增加。整个加工表面的这样的汽-气电解液混合物的性质变成基本上多相的。此时，电解液电导率急剧下降，通常导致增加过程功率消耗。因此，当应用于对由含铬钢制成的工件进行加工时，任一种已知的ECM方法都不能在单个工艺操作内提供获得高的仿形精密度且在加工表面上形成有光泽的铬层以及降低废电解液中的有毒六价铬离子的浓度。发明简述本发明的目的是通过在加工表面上形成有光泽的层来改进加工质量，并且通过使用高电流密度的正极性电流脉冲以形成磨光的表面，随后使用反极性电流脉冲使铬沉积到加工表面上以提供高的光泽，以短的电极间间隙进行加工来降低废电解液中的有毒六价铬离子的浓度。
在本发明的一个方面，通过提供一种在包含碱金属硝酸盐水溶液的电解液中对含铬钢和合金进行电化学加工的方法来实现本发明的目的，其中将振荡施加到加工电极，同时将与加工电极振荡同步的双极电流脉冲供应到电极间间隙，并且以受控制的进给速度在最短间隙下进行加工。根据本发明，在初始步骤中，由正极性操作电流脉冲进行单极电化学加工以在邻近工件表面的电解液区域中形成富铬离子的层。接着，当完成工件的预定加工深度、形状和尺寸时，停止正极性操作电流脉冲和加工电极进给，并且使用正极性的试验高频电流脉冲来测量电极间间隙处的剩余极化电压值。接着开启反极性低电压电流脉冲，同时使脉冲供应与电极相互为最大接近度的相位同步，并且借助于使反极性电流脉冲与正极性的试验高频电流脉冲交替来进行铬阴极沉积到工件的加工表面上，且通过测定剩余极化电压值相对于正极性操作脉冲之后的对应值的增量来控制铬沉积过程。另外，根据本发明的一个实施方式，反极性电流脉冲的幅度和持续时间的上限值的边界条件是不存在对加工电极操作表面的蚀刻，而反极性电流脉冲的幅度和持续时间的下限值的边界条件是在加工工件表面上形成连续的铬层。另外，根据本发明的一个实施方式，正极性的试验电流脉冲的持续时间被设置成在10μ s-50y s的范围内，且频率为5kHz-10kHz,同时幅度在6V-8V内。另外，根据本发明的一个实施方式，按经验使用一批次中的前2-3个工件期间来设置剩余极化电压相对于其在正极性操作电流脉冲之后的值的增量的值。另外，根据本发明的一个实施方式，在供应正极性电流脉冲时，电极间间隙入口处的电解液压力降至50kPa-150kPa，并且在电极间间隙中在所产生的电解液速率下进行铬沉积。另外，根据本发明的一个实施方式，在由正极性操作电流脉冲进行加工时，通过逐渐增大加工电极进给速度使电极间间隙的尺寸减小至电极间间隙的第一击穿时，其后使进给速度相对于发生击穿时的速度降低3% _10%，并且继续进行加工，如需要的话重复该动作。另外，根据本发明的一个实施方式，按以下模式由正极性操作电流脉冲进行加工IEG上的电压为5V-15V，IEG入口处的电解液压力为50kPa_500kPa，电解液浓度为 7% -15%，并且电解液温度为18°C _40°C，确保电流密度在50A/Cm2-1000A/Cm2内。另外，根据本发明的一个实施方式，在剩余极化衰减曲线的初始点中的最后的试验脉冲结束处测量极化电压，试验脉冲组的持续时间的选择条件是极化电压达到稳态值。在本发明的另一个方面，提供了一种在基于碱金属硝酸盐水溶液的电解液中对含铬钢和合金进行电化学加工的装置，其中所述装置包括振荡的加工电极、速度调节器和电流脉冲发生器，所述速度调节器用于调节进给仪器的速度以维持最小的电极间间隙，所述电流脉冲发生器用于产生与加工电极振荡同步的双极电流脉冲以供应至电极间间隙，其中，在单极电化学加工的初始步骤中，电流脉冲发生器产生正极性操作脉冲以在邻近工件表面的电解液区域中形成富铬离子的层，所述装置还包括测量单元，用于使用正极性的试验高频电流脉冲来测量电极间间隙处的剩余极化电压，在一旦完成工件的预定加工深度、形状和尺寸的状态时，关掉正极性操作电流脉冲并停止加工电极进给，以及其中，所述电流脉冲发生器产生与电极相互为最大接近度的相位同步的反极性低电压电流脉冲以通过使反极性电流脉冲与正极性的试验高频电流脉冲交替而使铬能够阴极沉积到加工工件表面上，并且其中通过剩余极化电压值相对于其在施加正极性操作电流脉冲之后的值的增量来控制铬沉积。在本发明的又一个方面，提供了一种通过根据第一方面的方法得到的制造物品， 其中该物品在加工表面上具有铬保护层，其中所述保护层提供低的粗糙度、有光泽的面层、 高的耐腐蚀性和低的摩擦系数中的至少一个。本发明的对含铬钢和合金进行电化学加工的方法允许改进加工精度并生成有光泽的面层并降低废电解液中的有毒六价铬离子的浓度。若干附图的简述此外，通过实施的非限制性示例和证实其实施可能性的附图阐述了所提出的本发明，其中

图1图示了根据本发明的工艺流程图；图2图示了根据本发明的在依靠正极性电流脉冲成形的步骤时和在铬沉积到加工表面上的期间的最后的步骤时，IEG中的电压波形图和电流波形图，其中S是振荡加工电极取决于时间t，s的轨迹，mm、U是正极性脉冲电压，V、Ua是成形步骤后的试验脉冲之后的剩余极化电压，V ;UB是在铬沉积的最后步骤之后由试验高频脉冲测定的剩余极化电压，V ； j 是正极性脉冲的工艺电流密度，A/cm2。图3a图示了由正极性电流脉冲成形的步骤时，IEG中的在正极性电流脉冲之后由正极性高频电流脉冲测定的剩余极化电压的波形图(曲线1)，和高频脉冲电流的波形图 (曲线2)，图北图示了在由反极性电流脉冲使铬沉积到加工表面上的加工期间的最后步骤时，IEG中的在反极性脉冲之后由正极性高频电流脉冲测定的剩余极化电压的波形图(曲线1)，和高频脉冲电流的波形图(曲线2)，图4图示了根据本发明的工艺电流发生器的控制结构和电化学机器的反极性电流源，其中3是可控制的工艺电流源；4是可控制的反极性工艺电流源；5是可控制的正极性电流源(试验脉冲)；6是工艺电流源的电子开关；7是反极性电流源的电子开关；8是试验脉冲源的电子开关；9是工艺过程的自动控制系统；10是发生器的控制块。图5图示了使用正极性的单极电流脉冲进行ECM之后(A)和根据本方法提供的反极性脉冲进行ECM之后(B)的具有相应的轮廓图的加工工件表面的外观；图6图示了由正极性单极脉冲进行ECM之后(A)和根据源自于二次离子质谱法的所提供的方法由反极性脉冲进行ECM时(B)的表面层上的铬浓度与铁浓度的比。发明详述以本发明的非限制性的示例性实施方式阐述了本发明以便更好理解，将在下文更详细地讨论本发明的非限制性的示例性实施方式。图1图示了在呈其最通用形式的ET系列机器中由振荡的EDM电极进行脉冲双极电化学加工(ECM)的工艺流程图。正如图1所示，加工电极1相对于单轴进给方向Vk的坯件电极2的加工表面进行周期振荡S(t)。首先，在接近电极相互为最大接近度的相位时，供应具有高密度(在50A/ cm2-1000A/cm2的范围内)的正极性操作电流脉冲或电流脉冲组，接着，当在过程的最后步骤完成预定的加工深度时，停止正极性电流脉冲和机器进给，测定试验低电压脉冲组供应之后的总的剩余极化电压值UA(图2)并且开启反极性低电压电流脉冲，反极性脉冲的供应时刻也与电极为最大接近度的相位同步，并且以短的电极间间隙进行铬从电解液阴极沉积到加工工件表面上。于此，再次开启试验高频脉冲以便测定反极性脉冲之后的剩余极化总电压值UB。接着开启反极性低电压电流脉冲，反极性脉冲的供应时刻也与电极为最大接近度的相位同步，并且以短的电极间间隙进行铬从电解液阴极沉积到加工工件表面上。于此， 再次开启试验高频脉冲以便测定反极性脉冲之后的剩余极化总电压值UB。在关闭电流之后，测定极化值Ua和Ub的变化，从而从测量电压值排除电阻分量并改进Ua和Ub之间的差的测量的稳定性，Ua和Ub之间的差被界定为加工表面被铬富集的典型参数(图3)。试验脉冲确保双电层电容的再充电，建立由阳极电势和阴极电势构成的极化值。 于此，阴极电势比阳极电势被更迅速地建立，并且阴极电势在固定电流密度下的稳态值是稳定的，而阳极电势值依赖于加工表面的性质并且对剩余极化电压值队和队的增量做出重大贡献。试验脉冲组的尺寸的选择条件是极化电压达到稳态值。而且，与反极性脉冲交替的试验电流脉冲可以为铬沉积到加工表面上提供更有利的条件，这是因为确保大量的核和与载体良好粘附的电解增亮被认为是制备用于沉积金属的表面的最佳方法[Povetkin，V. V. Mructure of electrolytic coatings (电解涂层的结构)(in Russian)/Povetkin, V. V. ,Kovenski j, I. M. Moscow. Metallurgy Pub. 1989.第 136 页]。在电解液流中且对其中一个电极振荡叠合的状态下进行所提出的在基于碱金属硝酸盐水溶液的电解液中对含铬钢进行电化学加工的方法(图1)。具有陡峭的电流电压特性的源(图4)被用作正极性(Ip)的电源5，周期性地，在接近电极间为最大接近度的相位时，该电源通过工艺电流源的电子开关6连接到IEG。工艺电流源的电子开关6的闭合条件的时间表明正极性(Ip)的电流脉冲的持续时间(ti)。通过接通反极性电流源的电子开关7来确保反极性电流脉冲(In)流过IEG(见图4)。通过试验脉冲源的电子开关8周期地连接到IEG的具有陡峭的电流电压特性的源被用作试验脉冲发生器(图4)。通过使用不同的方法进行的表面层组成的测定结果确定双极电化学加工之后至加工表面上的铬的增加量。在进行单极ECM之后和操作电流脉冲后以另外的反极性电流脉冲进行双极ECM之后、在加工表面质量发生显著变化时，对由40X13钢制成的加工电极的表面进行了研究(图5)。分别以 lOOA/cm2的操作脉冲电流密度和1. 5ms的脉冲持续时间和 5A/cm2的反极性的电流脉冲的电流密度和2ms的脉冲持续时间在8%硝酸钠NaNO3溶液中进行了实验。操作脉冲和反极性脉冲的供应的时刻与EDM电极对加工表面为最大接近度的相位同步。试验脉冲的持续时间为50 μ s并且所选择的电压幅度不大于8V。通过二次离子质谱学方法测定表面层的结果表明，与单极ECM相比，进行双极ECM 之后，铬相对于铁的浓度增大。
当在配对、使工具(模具、心轴)成形等中使用这样的类型的表面时，摩擦系数降低并且疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性增强。例如，与使用常规技术(借助于机械钳工)制造的和用氮化钛涂覆的类似模具相比较，用于在钢螺钉中制造“梅花槽”类型圆角面的仪器钢的工具的耐久性增大两倍以上。采用形成片剂(药工业)用的模具预期具有相似的结果。应理解，现有技术的单极加工方法通常与对含铬钢的表面层进行铬方面的消耗有关。有利地，根据本发明的双极加工方法提供了在多种含铬钢上形成含铬层，其中过程是自动控制的。依据对个人防护和避免电化学加工(ECM)含铬钢和合金产生的污染物的环境保护的高要求，对电解液中的重铬酸根离子的量的变化的研究起重要作用。从经济观点看 (采用循环计划)，由于降低废物的要求导致电解液利用时间的显著增加，并且从而增加溶液中的重铬酸根离子含量，这将需要溶液再生或更换操作，因此，这样的研究变得甚至更加重要。然而，可以依靠根据所提供的方法的反极性电流脉冲以高的电流密度(例如，大于lOOA/cm2)将重铬酸根离子沉积到预加工表面上来显著降低溶液中的重铬酸根离子的量。由于重铬酸根离子Cr2O72-中的金属原子具有最大氧化数，所以它们不能在正电荷的阳极上发生氧化，从而它们拥有高的标准电势(9°Cr2072VCr3+ 二 +1.33 V)并且在加工工件表面上还原成金属铬。如果工件极性将变成负的并且将预先提供相应的条件(例如， 10 μ m-100 μ m的小的电极间间隙和防止蚀刻加工电极的操作表面，但足以在加工表面上释放铬离子的反极性电流脉冲)，那么将按照以下反应发生铬沉积Cr2O 广+14H++12e — 2Cr+7H20
实施例根据本发明的发明方法的电化学加工的具体实施方式
。在由俄罗斯的Ufa，丨‘ECM〃 Ltd制造的ET500型电化学仿形冲孔机器中进行由双极电流脉冲进行的本发明方法的ECM，使用40X13钢作为试样材料和加工电极。在具有 5mm的深度和200mm2的面积的9. 5%硝酸钠水溶液中进行加工。在加工步骤前，使振荡的加工电极1 (图1)和加工坯件2相互接近至互相接触，且在加工电极1和加工坯件2上无工艺电压并使它们移动成相隔最小电极间间隙的预定值^ =20μ (图 1)。接着，在第一加工步骤，设置以下由正极性电流脉冲进行的加工模式-矩形电流脉冲和加工电极振荡的频率，49Hz；-电压脉冲持续时间，1.5ms ；-加工电极振荡的幅度，0.15mm ；-电极间为最小距离的时刻时的矩形电压脉冲的幅度，10.5V ；-电极间间隙入口处的电解液压力，IOOkPa；-电解液温度，20°C。电解液进给直接通过加工电极的中心出口。在将加工电极1 (图1)浸入到坯件2中期间，在0. lmm-0. 3mm的深度时，进给速度为0. lmm/min。然后，使加工电极1 (图1)进一步浸入到坯件2中，电解液压力逐渐增大到
9350kPa上。在由正极性电流脉冲进行加工期间，进给速度逐渐增大至对应于EDM电极进给速度为0. 16mm/min的第一击穿，然后进给速度被减少约7%并且继续加工至预定深度。当完成预定的5mm深度时，停止正极性电流脉冲和加工进给，并且通过开启具有 7V的电压幅度和100μ s的脉冲持续时间的试验高频脉冲来测定剩余极化总电压。然后开始加工，在初始步骤中，设置具有3V的幅度和2ms的持续时间的反极性低电压矩形电流脉冲，反极性脉冲供应的时刻还与电极相互为最大接近度的相位同步，并且依靠试验高频脉冲周期性地测量电压，以小的电极间间隙进行铬从电解液阴极沉积到加工表面上。之后，在铬沉积步骤，使反极性电流脉冲与正极性的试验高频电流脉冲交替，通过剩余极化电压水平相对于其在正极性电流脉冲之后的值的必要增量(对一批次内的2-3个工件来预先确定必要增量的值)来确保对铬沉积的控制。当供应反极性电流脉冲时，电解液压力降低到lOOkPa，从而在电极间间隙内形成层流，提供了用于使铬从电解液沉积到加工表面上的有利条件。于此，反极性电流脉冲的幅度和持续时间的边界条件是加工电极的操作表面上不出现蚀刻，同时脉冲幅度和持续时间足以在加工工件表面上释放铬离子。加工结果的分析表明当使用所提供的方法时，废电解液中的六价铬显著降低并且在存在的加工表面上产生有光泽的面层(Ra<0. 15 μ m)，EDM电极仿形误差不超过0.01mm， 同时在由正极性电流脉冲进行加工期间，进给速度值为0. 15mm/min。
权利要求
1.一种在基于碱金属硝酸盐水溶液的电解液中对含铬钢和合金进行电化学加工的方法，其中加工电极经受振荡，并且与加工电极振荡同步的双极电流脉冲被供应到电极间间隙，所述方法还包括以下步骤控制所述加工电极的进给速度以使所述加工电极和所述加工工件之间维持最小间隙，其中，在初始步骤中，由正极性操作电流脉冲进行单极电化学加工以在临近所述工件表面的电解液区域中形成富铬离子层；接着，当完成所述工件的预定加工深度、形状和尺寸时，停止所述正极性操作电流脉冲和所述加工电极进给，并且使用正极性的试验高频电流脉冲来测量所述电极间间隙中的剩余极化电压值；接着开启反极性低电压电流脉冲，同时使进给反极性电流脉冲与所述电极相互为最大接近度的相位同步；并且通过使所述反极性电流脉冲与所述正极性的试验高频电流脉冲交替来进行铬阴极沉积到所述加工工件的表面上，同时通过剩余极化电压值相对于施加所述正极性操作电流脉冲之后得到的值的增量来控制铬沉积。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述反极性脉冲的幅度和持续时间的上限值受到限制以避免蚀刻所述加工电极操作表面，同时所述反极性脉冲的幅度和持续时间的下限值受到限制以提供在所述加工工件的表面上形成连续的铬层。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述正极性的试验电流脉冲的持续时间被设置成在 10μ s-50y s的范围内，且频率为5kHz-10kHz,同时幅度设置在6V-8V内。
4.如权利要求1所述的方法，其中按经验使用一批次中的前2-3个工件来设置剩余极化电压相对于施加所述正极性操作脉冲之后得到的值的增量。
5.如权利要求1所述的方法，其中当进给所述反极性电流脉冲时，所述电极间间隙的入口处的电解液压力降至50kPa-150kPa，并且以所述电极间间隙中所产生的电解液速率进行铬沉积。
6.如权利要求1所述的方法，其中当由所述正极性操作脉冲来进行所述加工时，通过逐渐地增大所述加工电极进给速度来减小所述电极间间隙的尺寸，直至发生所述电极间间隙的第一击穿；接着使所述进给速度相对于发生击穿时的速度降低3% -10%，并且继续进行所述加工，同时，如需要的话，重复该动作。
7.如权利要求1所述的方法，其中按以下模式由所述正极性操作电流脉冲来进行所述加工IEG上的电压为5V-15V，IEG入口处的电解液压力为50kPa_500kPa，电解液浓度为 7% -15%，并且电解液温度为18°C -40°C以便提供50A/Cm2-1000A/Cm2内的电流密度。
8.如权利要求1所述的方法，其中在剩余极化衰减曲线的初始点中的最后的试验脉冲结束处测量极化电压，其中选择试验脉冲组的持续时间使得达到极化电压的稳态值。
9.一种在基于碱金属硝酸盐水溶液的电解液中对含铬钢和合金进行电化学加工的装置，其中所述装置包括振荡的加工电极、速度调节器和电流脉冲发生器，所述速度调节器用于调节进给所述仪器的速度以维持最小的电极间间隙，所述电流脉冲发生器用于产生与加工电极振荡同步的双极电流脉冲以供应至电极间间隙，其中，在单极电化学加工的初始步骤中，所述电流脉冲发生器产生正极性操作脉冲以在邻近工件表面的电解液区域中形成富铬离子的层，所述装置还包括测量单元，用于使用正极性的试验高频电流脉冲来测量所述电极间间隙处的剩余极化电压，在一旦完成所述工件的预定加工深度、形状和尺寸的状态时，并关掉所述正极性操作电流脉冲并停止加工电极进给，以及其中，所述电流脉冲发生器产生与所述电极相互为最大接近度的相位同步的反极性低电压电流脉冲，以通过使所述反极性电流脉冲与所述正极性的试验高频电流脉冲交替而使铬能够阴极沉积到加工工件表面上，并且其中通过剩余极化电压值相对于其在施加所述正极性操作电流脉冲之后的值的增量来控制铬沉积。
10.一种制造物品，所述制造物品通过权利要求1所述的方法得到，所述制造物品在加工表面上具有铬保护层，其中所述保护层提供低的粗糙度、有光泽的面层、高的耐腐蚀性和低的摩擦系数中的至少一个。
11.如权利要求10所述的制造物品，其中所述加工表面的粗糙度小于0.15 μ m。
全文摘要
本发明涉及电化学加工的方法。在初始步骤中，由正极性操作电流脉冲进行单极电化学加工以在临近工件表面的电解液区域中形成富铬离子层，接着当完成工件的预定加工深度、形状和尺寸时，停止正极性操作电流脉冲和加工电极进给，并且使用正极性的试验高频电流脉冲来测量电极间间隙处的剩余极化电压值；接着开启与电极相互为最大接近度的相位同步的反极性低电压电流脉冲，并通过使反极性电流脉冲与正极性的试验高频电流脉冲交替来进行铬阴极沉积到加工工件表面上并通过剩余极化电压值相对于其在施加正极性操作电流脉冲之后的值的增量来控制铬沉积。
文档编号B23H3/00GK102581397SQ20111013727
公开日2012年7月18日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年1月17日
发明者纳绥哈·兹亚蒂诺维奇·吉马夫, 维亚切斯拉夫·亚历山德罗维奇·扎伊特瑟夫, 铁木尔·拉什托维奇·伊德里索夫 申请人:Pecm工业有限责任公司